欢迎阅读第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中,设在d点发生短路,试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况:(1)保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回;(2)保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL;(3)保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL;(4)保护1起动但未跳闸,保护2动作跳开2DL;)、dz·JK lm(1)、被=1.5,zq3种t10=2.5s。
1 求电流I段定值(1)动作电流I’dzI’dz=K’k×Id·B·max=1.3×4.97=6.46(kA)其中Id=E S/(X s+X AB)=(37/3)/(0.3+10×0.4)=4.97(kA)·B·max(2) 灵敏性校验,即求l minl min = 1/Z b×((3/2)·E x/ I’dz-X s,max) = 1/0.4×( (37/2) / 6.46 -0.3)=6.4 (km)l min % = 6.4/10 ×100% = 64% > 15%2 求电流II段定值(1) 求动作电流I’’dz为与相邻变压器的瞬动保护相配合,按躲过母线C最大运行方式时流过被整定保护的最大短路电流来整定(取变压器为并列运行)于是=E S/(X s+X AB+X B/2)=(37/3)/(0.3+4+9.2/2)=2.4(kA)Id·C·maxI’’dz=K’’k·Id·C·max=1.1×2.4=2.64(kA)式中X B=U%×(U2B / S B)=0.075×(352/10)=9.2(Ω)d(2)灵敏性校验K’’lm=Id·B·min / I’’dz=3/ 2×4.97/2.64=1.63 > 1.5满足要求(3t’’3(1)I式中(2)K lm (1)考虑C4.(1)Ig取n1=400/5(2)继电器动作电流I段I’dz·J=K jx×I’dz/ n1=6.46×103/80 = 80.75(A)II段I’’dz·J =2.64×103/80 = 33(A)III段I dz·J = 523 / 80 = 6.54(A)5 求当非快速切除故障时母线A的最小残压非快速保护的动作区最靠近母线A的一点为电流I段最小保护范围的末端,该点短路时母线A的残余电压为U cy = I d·l min%·X AB式中I d=E/(X+l min%·X AB)S故U cy =E·l min%·X AB/(XS+l min%·X AB)按残余电压定义,即可得出计算U cy%的公式U cy%=U cy/E=l min%·X AB/(XS+l min%·X AB)本题已计算出l min%=64%,而X AB=0.4×10 =4Ω, X s = 0.3Ω故U cy%=(0.64×4)/(0.3+4×0.64)×100%=87.5%其他方案可类推例题2.2在图2-2所示网络中,试对线路AB进行三段式电流保护的整定(包括选择接线方式,计算保护各段的一次动作电流、二次动作电流、最小保护范围、灵敏系数和动作时间,选出主要继电器型号规范)。
已知线路的最大负荷电流I fh=100A,电流互感器变比为300/5,保护2的过电·max流保护动作时间为2.2s,母线A、B、C等处短路时流经线路AB的短路电流计算值如表2,有关短路电流计算值为(kA)1.,2.(1,取可2l min = 1/Z b×((3/ 2)·E x/ I’dz-Z s,max)式中Z s,max为系统阻抗,尚为未知数,根据题设A点短路电流数据,可以求出A点背后等值电源(即系统)的等值阻抗:最大运行方式时Z s,min=(37/3)/5.34=4(Ω)最小运行方式时Z s,max=(37/3)/4.27=5(Ω)式中37为35KV电网的平均额定线电压,于是可求最大运行方式下的最小保护范围为l min·max=(1/0.4)×(3/ 2×(37/3)/1.983-4)=13.3(km)此处取线路阻抗Z b = 0.4Ω/km最小运行方式下的最小保护范围为l min·mim=(1/0.4)×(37 / 2/1.983-5)=10.8(km)l min·max%=l min·max / l AB ×100% = 13.3/25×100%=53.2% > 15%l min·min% = l min·min/ l AB ×100% = 10.8/25×100%=43.3% > 15%均满足要求3)动作时间的整定t=0s但为躲管型避雷器放电,应选取DZS-117型中间继电器做为出口继电器,该继电器具有4个常开触点,固有动作时间为0.06s,并假定操作电源为220V直流。
(2)II1)I’’dzI’dz·于是I’’dz选用20 A 2),考虑K3)220V(3)III1选用2)灵敏性校验:取本线路末端B点短路时流过本保护的最小两相短路电流做为计算电流,故K lm(1)= I(2)d·B·min/I dz = (3/ 2) ×1.424×103 / 282=4.37 > 1.5保护相邻线路时的灵敏性,取相邻线路BC末端C点短路时流过本保护1的最小两相短路电流作为计算电流,故K lm(2)= I(2)d·c·min /I dz = (3/ 2) ×0.548×103 / 282=1.68 > 1.2均满足要求。
3)动作时间整定:根据阶梯原则,在此,过电流保护的动作时间应与相邻线路BC的保护2配合,即t1 = t2 + △t=2.2+0.5=2.7(s)选用DS-112型时间继电器,其动作时间整定范围为0.25~3.5s 取操作电源为直流220V习题2-1图2-3示网络中,已知线路AB 的最大负荷电流A I fh 100m ax =⋅,电流互感器变比为300/5,保护2的过电流保护动作时间为2.5 S ,母线A 处短路时,最大和最小三相短路电流分别为5.34kA和4.27kA 。
每公里线路正序阻抗为0.4Ω,取3.1'=k K ,2.1"=kK ,2.1=k K ,85.0=h K ,2=zq K 。
试对线路AB 进行三段式电流保护的整定(包括:一次、二次动作电流,最小保护范围,灵敏系数和动作时间)。
图2-3 习题2-1 图 2-22A ,线路各段电r 求出无时限电流速断的保护范围和校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏度。
''s X 为图2-5 习题2-3图2-4在图2-6所示网络中,线路AB 、BC 、BD 上均装设了三段式定时限电流保护,变压器采用了保护整个变压器的无时限差动保护,并已知: (1) 保护采用完全星形接线方法;(2) KI I ∞''≈; (3) 线路AB 的最大负荷电流为200A ,负荷自起动系数 K zq =1.5;(4) 其他参数如图示,图上设备电抗值均为归算到115KV 的欧姆数;(5) 1.25, 1.15.relrel rel K K K I II III=== (6)发电机电势和电抗为Ω=Ω==13,18,3/115''min ''max ''s s X X KV E 图2-6 习题2-4图 试计算:线路AB 各段保护的().I pu sen pu I K l t 、或和2-5在图2-7所示网络上,各断路器采用了定时限电流保护,并已知:图2-7 习题2-5图(1) 保护1和4均采用不完全星形三继电器接线方式,保护5采用不完全星形两继电器的接线方式;(2) 线路AB 和BC 的最大负荷电流分别为190A 和120A ,负荷自启动系数分别为2.5和2.3;(3) I (4) 2-6 (1) 100A ,(2) (3) (4) 试计算:2-7 2-8在图2-9在图其中发电机1为:MW S MW S 50,100min max ==,发电机2为:MW S MW S 25,50min max == 图2-11习题2-9图2-10在图2-12所示的几种网络中,无时限电流速断保护的整定条件(系统运行方式、短路类型、短路点)是什么(每个电源均为两种运行方式)?图2-12习题2-10图 2-11在图2-13所示两相三继电器连接中,电流互感器二次极性连接是否正确?试分析在发生三相短路及A C 两相短路时,流过继电器1 、2 、3中的电流?图2-13习题2-11图2-12 在整定电流保护第Ⅲ段时,为什么必须考虑返回系数?在整定Ⅰ、 Ⅱ段时是否需要考虑?为什么?2-13在这一章里使用了各种系数,如rel re ss sen con b K K K K K K 、 、 、 、和等,说明其含意及在整定计算中的作用。
二、方向电流保护2-14如图2-14为单电源环网,各断路器均装有过电流保护。
试求环网中各过电流保护的动作时间,并判断哪些过电流保护可以不装方向元件。
图2-14 习题2-14 2-15已知功率方向继电器采用 90接线方式,线路阻抗角 60=d ϕ。
试问:⑵用 2-16∆侧发生2-172-18 ~8DL 2-19 2-20 902-212-22方向电流保护不用电流测量元件可否?为什么?2-23在图2-18所示的方向电流保护交流回路展开图中,其极性接线是否正确(以指向线路方向为正)?把错误地方改正过来。
图2-18 习题2-23图三、三段式接地电流保护例题例题2.3在图2-19所示110KV 网络中,已知:(1) 电源的等值电抗 ,5".2".1Ω==s s X X ;Ω=8.0s X(2) 线路AB 和BC 的电抗 x 1=0.4Ω /km, x 0=1.4Ω/km; (3) 变压器T 1的额定参数为 31.5 MV A , 110/6.6KV .U K %=10.5% , 其他参数如图示;(4) 取 25.1=I relK , 15.1=IIrel K试计算:线路AB 的零序电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 动作电流,Ⅱ、Ⅲ 段灵敏度及动作时限。